CZ307416B6 - Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky - Google Patents
Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307416B6 CZ307416B6 CZ2014-353A CZ2014353A CZ307416B6 CZ 307416 B6 CZ307416 B6 CZ 307416B6 CZ 2014353 A CZ2014353 A CZ 2014353A CZ 307416 B6 CZ307416 B6 CZ 307416B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fermentation
- stage
- whey
- juice
- inoculum
- Prior art date
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 title claims abstract description 37
- 239000005862 Whey Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 235000015192 vegetable juice Nutrition 0.000 title abstract description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims abstract description 26
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 23
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000021121 fermented vegetables Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims description 7
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims description 7
- 241001138401 Kluyveromyces lactis Species 0.000 claims description 4
- 235000014663 Kluyveromyces fragilis Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000018368 Saccharomyces fragilis Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 3
- 229940031154 kluyveromyces marxianus Drugs 0.000 claims description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 claims 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000008101 lactose Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- 235000015197 apple juice Nutrition 0.000 description 7
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 7
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 5
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 235000015203 fruit juice Nutrition 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- IKGXIBQEEMLURG-NVPNHPEKSA-N rutin Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O[C@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 IKGXIBQEEMLURG-NVPNHPEKSA-N 0.000 description 3
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 3
- 235000015096 spirit Nutrition 0.000 description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001444063 Aronia Species 0.000 description 2
- JMGZEFIQIZZSBH-UHFFFAOYSA-N Bioquercetin Natural products CC1OC(OCC(O)C2OC(OC3=C(Oc4cc(O)cc(O)c4C3=O)c5ccc(O)c(O)c5)C(O)C2O)C(O)C(O)C1O JMGZEFIQIZZSBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000253911 Saccharomyces fragilis Species 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- IVTMALDHFAHOGL-UHFFFAOYSA-N eriodictyol 7-O-rutinoside Natural products OC1C(O)C(O)C(C)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC=2C=C3C(C(C(O)=C(O3)C=3C=C(O)C(O)=CC=3)=O)=C(O)C=2)O1 IVTMALDHFAHOGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- FDRQPMVGJOQVTL-UHFFFAOYSA-N quercetin rutinoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 FDRQPMVGJOQVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ALABRVAAKCSLSC-UHFFFAOYSA-N rutin Natural products CC1OC(OCC2OC(O)C(O)C(O)C2O)C(O)C(O)C1OC3=C(Oc4cc(O)cc(O)c4C3=O)c5ccc(O)c(O)c5 ALABRVAAKCSLSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005493 rutin Nutrition 0.000 description 2
- 229960004555 rutoside Drugs 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- OILXMJHPFNGGTO-UHFFFAOYSA-N (22E)-(24xi)-24-methylcholesta-5,22-dien-3beta-ol Natural products C1C=C2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(C)C=CC(C)C(C)C)C1(C)CC2 OILXMJHPFNGGTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RQOCXCFLRBRBCS-UHFFFAOYSA-N (22E)-cholesta-5,7,22-trien-3beta-ol Natural products C1C(O)CCC2(C)C(CCC3(C(C(C)C=CCC(C)C)CCC33)C)C3=CC=C21 RQOCXCFLRBRBCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWVRJTMFETXNAD-FWCWNIRPSA-N 3-O-Caffeoylquinic acid Natural products O[C@H]1[C@@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)C[C@H]1OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 CWVRJTMFETXNAD-FWCWNIRPSA-N 0.000 description 1
- OQMZNAMGEHIHNN-UHFFFAOYSA-N 7-Dehydrostigmasterol Natural products C1C(O)CCC2(C)C(CCC3(C(C(C)C=CC(CC)C(C)C)CCC33)C)C3=CC=C21 OQMZNAMGEHIHNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZIRUHCJZBGLDY-UHFFFAOYSA-N Caffeoylquinic acid Natural products CC(CCC(=O)C(C)C1C(=O)CC2C3CC(O)C4CC(O)CCC4(C)C3CCC12C)C(=O)O PZIRUHCJZBGLDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNVPQKQSNYMLRS-NXVQYWJNSA-N Ergosterol Natural products CC(C)[C@@H](C)C=C[C@H](C)[C@H]1CC[C@H]2C3=CC=C4C[C@@H](O)CC[C@]4(C)[C@@H]3CC[C@]12C DNVPQKQSNYMLRS-NXVQYWJNSA-N 0.000 description 1
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 description 1
- 240000000950 Hippophae rhamnoides Species 0.000 description 1
- 235000003145 Hippophae rhamnoides Nutrition 0.000 description 1
- 241000235649 Kluyveromyces Species 0.000 description 1
- 240000002129 Malva sylvestris Species 0.000 description 1
- 235000006770 Malva sylvestris Nutrition 0.000 description 1
- CWVRJTMFETXNAD-KLZCAUPSSA-N Neochlorogenin-saeure Natural products O[C@H]1C[C@@](O)(C[C@@H](OC(=O)C=Cc2ccc(O)c(O)c2)[C@@H]1O)C(=O)O CWVRJTMFETXNAD-KLZCAUPSSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000000022 bacteriostatic agent Substances 0.000 description 1
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 1
- CWVRJTMFETXNAD-JUHZACGLSA-N chlorogenic acid Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)C[C@@](O)(C(O)=O)C[C@H]1OC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 CWVRJTMFETXNAD-JUHZACGLSA-N 0.000 description 1
- 229940074393 chlorogenic acid Drugs 0.000 description 1
- FFQSDFBBSXGVKF-KHSQJDLVSA-N chlorogenic acid Natural products O[C@@H]1C[C@](O)(C[C@@H](CC(=O)C=Cc2ccc(O)c(O)c2)[C@@H]1O)C(=O)O FFQSDFBBSXGVKF-KHSQJDLVSA-N 0.000 description 1
- 235000001368 chlorogenic acid Nutrition 0.000 description 1
- BMRSEYFENKXDIS-KLZCAUPSSA-N cis-3-O-p-coumaroylquinic acid Natural products O[C@H]1C[C@@](O)(C[C@@H](OC(=O)C=Cc2ccc(O)cc2)[C@@H]1O)C(=O)O BMRSEYFENKXDIS-KLZCAUPSSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- DNVPQKQSNYMLRS-SOWFXMKYSA-N ergosterol Chemical compound C1[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@H](CC[C@]3([C@H]([C@H](C)/C=C/[C@@H](C)C(C)C)CC[C@H]33)C)C3=CC=C21 DNVPQKQSNYMLRS-SOWFXMKYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000008141 laxative Substances 0.000 description 1
- 230000002475 laxative effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006920 protein precipitation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 108010058314 rennet Proteins 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000021119 whey protein Nutrition 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Dairy Products (AREA)
- Non-Alcoholic Beverages (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Dvoustupňový způsob fermentační výroby nízko až středně alkoholických nápojů na bázi rostlinné šťávy a deproteinované syrovátky pomocí kvasničných kmenů zkvašujících zejména laktózu. První stupeň probíhá na zahuštěných roztocích deproteinované syrovátky v míchaných mikroaerofilních podmínkách růstu při teplotách 25 až 37 °C a hodnotách pH 4,0 až 6,0. Naprodukovaná biomasa kvasničné kultury po odstředění je použita jako výhradní masivní inokulum pro zakvašení roztoků rostlinných šťáv v druhém stupni fermentace probíhajícím stacionárně nebo v míchaných mikroaerofilních podmínkách. Pro výrobu středně alkoholických nápojů je lihovitost prokvašené rostlinné šťávy s výhodou posílena přídavkem etanolu získaného destilací supernatantu z prvního stupně fermentace.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká dvoustupňového způsobu fermentační výroby nízko až středně alkoholových nápojů na bázi rostlinné šťávy a syrovátky s tím, že základ tvoří rostlinná šťáva, která je prokvašována za použití masivního kvasničného inokula mléčného kvašení, získaného prokvašením roztoků deproteinované syrovátky z předchozího stupně fermentace, přičemž naprodukovaný ethanol z prokvašené syrovátky je možno použít na posílení stupně lihovitosti ve finálním nápoji.
Dosavadní stav techniky
K prokvašování ovocných šťáv na optimální hodnotu obsahu ethanolu 10 až 12 % obj. je běžně zapotřebí doba 2 až 8 týdnů. Fermentace při koncentraci ethanolu blížící se 10 % obj. probíhá značně pomaleji vlivem inhibičního působení naprodukovaného ethanolu na kvasničné buňky. Některé rostlinné šťávy (např. aroniová) obsahují pouze malé množství zkvasitelných látek, a proto je fermentací dosahováno optimální koncentrace ethanolu nepřevyšující hodnotu 5 % obj. Hlubšího stupně prokvašování je možné docílit smícháním různých druhů rostlinných šťáv s vyšším množstvím asimilovatelných látek (např. jablečná šťáva). Společným zkvašováním ovocné šťávy a syrovátky se dosahuje optimální koncentrace ethanolu 9 až 10,5 % obj., přičemž nápoj získává příjemnou ovocnou chuť.
Prodloužení doby kvašení, spojené s využíváním více koncentrovaných rostlinných šťáv chudých na asimilovatelné látky, je způsobené vyšším osmotickým tlakem média, popř. zvýšenou přítomností bakteriostatických látek (např. kyseliny chlorogenové) V důsledku nahromadění nezkvasitelných látek může docházet k nežádoucí změně senzorických chuťových vlastností často spojené s výskytem vedlejších zdravotních účinků (např. laxativních).
V jiných případech lze množství zkvasitelných látek uměle navyšovat externím přídavkem dalších asimilovatelných látek, zejména cukrů.
Syrovátka patří k bioproduktům vyznačující se 70 až 75 % hmotn. obsahem využitelné laktózy a při použití vhodného kvasničného kmene je vhodnou surovinou pro výrobu středně nebo nízkoalkoholických nápojů.
Výživový význam syrovátky je všeobecně znám. Sladká syrovátka vzniká při výrobě sýrů srážením bílkovin pomocí enzymového syřidla při hodnotě pH 5 až 6. V syrovátce je obsaženo asi 50 % hmotn. sušiny mléka. Sušina se pohybuje mezi 4,0 až 6,5 % hmotn., z čehož největší podíl tvoří laktóza (70 až 80 % hmotn. sušiny) a dále bílkoviny (cca 10 % hmotn. sušiny). Zbývající podíl je tvořen minerálními látkami a nebílkovinnými dusíkatými látkami (cca 11 % hmotn. sušiny), tuky (cca 1 % hmotn.), kyselinami a vitaminy.
Sladká syrovátka odchází z provozu mlékárenského průmyslu v podobě málo koncentrovaných roztoků, které je nutno bezprostředně zpracovat zahuštěním na odparce a následně usušit. Vzhledem k zvyšující se ceně sušené sladké syrovátky na trhu se pro pouhé zkrmování stává syrovátka málo cenově výhodná a je účelnější ji dále zhodnotit, tzn. na místo pouhého ekonomicky náročného sprejového sušení je výhodnější ji fermentačně zpracovat na finální produkty, a sice na ethanol a zejména na různé alkoholické nápoje a vysoce proteinové potraviny, kterých je na trhu stále málo. Tekutá fáze, která vznikne po separaci proteinové složky syrovátky, obsahuje významné množství zkvasitelných látek (zejména 70 až 75 % hmotn. laktózy), které je možno fermentací vhodným mikrobiálním kmenem zpracovat na ethanol.
- 1 CZ 307416 B6
Určujícím faktorem délky fermentace této prokvašované směsi jsou růstové podmínky (teplota, pH, obsah živin) a zejména kvalita a množství vneseného inokula. Málo aktivní inokulum způsobuje prodlužování průběhu fermentace a zvyšuje nebezpečí vývoje jiných nežádoucích kvasných procesů.
Přídavky některých látek zlepšují ekonomiku fermentačního procesu. Janssen a kol., 1983, popisuje přídavek 0,5 % hmotn. peptonu, přídavek kvasničného extraktu uvádí ve své práci Rossenberg a kol., 1955, dále Grba a kol., 2002, a Ghaly a kol., 1997 a přídavek 1 % hmotn. melasy zmiňuje ve své práci Kourkoutas a kol., 2001. Janssen a kol., 1983, prezentuje pozitivní účinek na dobu zkvašování deproteinované syrovátky kmenem Kluyveromyces fragillis přídavky nenasycených mastných kyselin a ergosterolu v Tweenu 80. Adámek a Laknerová (2010) zjistili pozitivní účinek extraktu rostlinné biomasy pohanky (šrot, nať, obaly nažek) na rychlost prokvašování syrovátkových médií kmenem Fabospora fragillis. Podobný účinek měl i přídavek samotného rutinu nebo ostatních rostlinných materiálů bohatých na tento bioflavonoid (výlisky aronie a rakytníku Adámek a Laknerová, 2010). Výskyt rutinu v rostlinné biomase dalších druhů rostlin je poměrně široký (Sofie a kol., 2012, Alaghemand a kol., 2012, Musallam a kol., 2011) a zahrnuje škálu různých bylin. Kromě bylin je obsažen i v plodech některých dřevin (Sochor a kol., 2010, Shannon, 2011).
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že prokvašená deproteinovaná syrovátka z prvního stupně kultivace je rozdělena na fugát obsahující buňky mléčných kvasničných kmenů a supernatant složený z naprodukovaného ethanolu a zbytku nevyužitých solí a dalších organických látek. V druhém stupni kultivace fugát slouží k masivnímu zakvašení roztoků rostlinných šťáv pomocí speciálních mléčných kvasničných kmenů a naprodukovaný ethanol obsažený v supernatantu se použije po destilaci ke zvýšení stupně lihovitosti ve výsledném alkoholickém nápoji.
Dostatečné množství inokula v prvním stupni kultivace je získáno pomnožením vhodných mléčných kvasničných kmenů (např. Fabospora fragilis, Kluyveromyces marxianus a Kluyveromyces lactis) na roztocích deproteinované syrovátky v podmínkách třepané kultury (120 až 180 RPM), v rozmezí teplot 25 až 37 °C a hodnot pH 4,0 až 6,0. Růstové požadavky kvasničných kmenů jsou plně zajištěny minerálními a růstovými složkami látek obsažených v použitých roztocích deproteinované syrovátky.
Po prokvašení a odstředění je pomnožená kvasničná biomasa, ve formě fugátu, použita na masivní inokulaci roztoků rostlinných šťáv v druhém stupni kultivace. Masivní zákvas druhého stupně fermentace na rostlinné šťávě umožňuje překonávat negativní růstové vlivy v prokvašované rostlinné šťávě (zejména inhibitory a vyšší osmotický tlak). Fermentace probíhá stacionárně nebo vmíchaných mikroaerofilních podmínkách při teplotách 25 až 37 °C, a hodnotách pH 4,0 až 6,0.
Naprodukovaný ethanol v supernatantu z prvního stupně kultivace, obsahující optimálně 8 až 10% obj. ethanolu, je po oddestilování použit pro posílení stupně lihovitosti ve finálním alkoholickém nápoji při zachování velmi dobré senzorické jakosti. Výše zmiňovaná suplementace je vhodná zejména pro rostlinné šťávy s nízkým množstvím zkvasitelných látek a rovněž přispívá k mikrobiální stabilizaci připraveného nápoje.
Vynález si klade za cíl dát k dispozici technologický postup řízené kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv, který použitím dostatečného množství inokula kultury mléčných
-2CZ 307416 B6 kvasinek významně zkracuje fermentační dobu a přípravu finálního alkoholického nápoje a zároveň omezuje vývoj nežádoucích mikrobiálních kontaminací.
Následující příklady provedení fermentačního procesu podle tohoto vynálezu, pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly. Způsob podle vynálezu byl úspěšně vyzkoušen původci v praxi u přihlašovatele ve Výzkumném ústavu potravinářském Praha, v.v.i., CZ.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Kombinovaná dvoufázová fermentace 20% hmotn. roztoku jablečné šťávy a 20% hmotn. deproteinované sladké syrovátky
1. stupeň
Za účelem přípravy dostatečného množství inokula pro zaočkování stacionární kultury 20 % hmotn. jablečné šťávy byla provedena 48 hodinová fermentace 20 % hmotn. deproteinované syrovátky. Kultivace probíhala v podmínkách třepané kultury (RPM 180) při pH 5,0 až 5,5 a kultivační teplotě 30 °C v 5 litrové Erlenmayerově baňce s užitným plněním 1000 ml vodného roztoku 20% hmotn. deproteinované syrovátky, předem sterilované 1 hod. varem na vodní lázni.
Během kultivace byla sledována refrakce, obsah naprodukovaného ethanolu a změny pH (Tabulka 1).
Tabulka 1 Průběh parametrů kultivace deproteinované syrovátky v podmínkách třepané kultury (180 RPM, teplota 30 °C)
| Doba kultivace (hod.) | Refrakce (% hmotn.) | Ethanol (% obj.) | pH |
| 0 | 18,5 | 0 | 5,25 |
| 24 | 12,9 | 4,74 | 4,81 |
| 30 | 11,5 | 6,16 | 4,79 |
| 48 | 8,4 | 8,86 | 4,69 |
Získaný fugát obsahující kulturu mléčné kvasinky Fabospora fragilis (1,8 g sušiny/1) byl po odstředění deproteinované syrovátky použit jako výhradní inokulum pro následné masivní zakvašení jablečné šťávy.
2. stupeň
Odstředěnou kvasničnou biomasou mléčné kultury Fabospora fragilis (2,1 g sušiny/1) byla inokulována 20% hmotn. jablečná šťáva a kultivována za stacionárních podmínek v termostatu při teplotě 30 °C v 5 litrové Erlenmayerově baňce s užitným plněním 1000 ml 20% hmotn. jablečné šťávy, předem sterilované 1 hodinu na vroucí vodní lázni. Průběh kvašení v jednotlivých dnech je zaznamenán v Tabulce 2.
Tabulka 2 Průběh parametrů kvašení stacionární fermentace jablečné šťávy
| Doba kultivace (den) | Refrakce (% hmotn.) | Ethanol (%obj.) | pH |
| 0 | 23,7 | 1,60 | 5,47 |
| 5 | 16,4 | 5,69 | 5,02 |
| 6 | 15,0 | 6,99 | 5,03 |
| 7 | 14,6 | 7,58 | 5,06 |
| 8 | 14,1 | 8,10 | 5,06 |
| 9 | 13,8 | 8,62 | 5,07 |
| 13 | 13,4 | 10,27 | 5,08 |
Po ukončení kvašení byla z ovocné šťávy kultura kvasinek odstředěna a čirý roztok šťávy byl pro zvýraznění senzorických vlastností dochucen 10 ml jablečného aromatu Zelené jablko.
Příklad 2
Kombinovaná dvoustupňová fermentace 20% hmotn. roztoku aroniové šťávy a 20% hmotn. deproteinované sladké syrovátky
1. stupeň
Za účelem přípravy dostatečného množství inokula pro zaočkování stacionární kultury 20 % hmotn. šťávy aronie a zajištění ethanolu pro posílení stupně lihovitosti finálních ovocných nápojů byla provedena 40 hodinová fermentace 20 % hmotn. deproteinované syrovátky. Kultivace inokula probíhala v podmínkách třepané kultury (RPM 180) při pH 4,5 až 5,0 a kultivační teplotě 30 °C v 5 litrových Erlenmayerových baňkách s obsahem 1000 ml vodných roztoků 20% hmotn. deproteinované syrovátky, předem sterilované 1 hod. varem na vodní lázni.
Během kultivace byly sledovány hodnoty refrakce, obsah naprodukovaného ethanolu a změny pH (Tabulka 3).
Tabulka 3 Průběh parametrů růstu fermentačního pokusu deproteinované syrovátky v podmínkách třepané kultury (180 RPM, teplota 30 °C)
| Doba kultivace (hod.) | Refrakce (% hmotn.) | Ethanol (% obj.) | pH |
| 0 | 18,9 | 0 | 5,22 |
| 22 | 15,3 | 2,99 | 4,98 |
| 40 | 10,0 | 8,60 | 4,83 |
Fugát obsahující kulturu mléčné kvasinky Kluyveromyces marxianus CCM 8390 byl po odstředění deproteinované syrovátky použit jako výhradní masivní inokulum pro následné zakvašení aroniové šťávy (1,9 g sušiny/1), přičemž izolovaný naprodukovaný ethanol z prokvašené deproteinované syrovátky byl použit po destilaci pro posílení stupně lihovitosti k dosažení požadované koncentrace ethanolu ve finálním nápoji (viz příklad 3)
2. stupeň
Po odstředění narostlé kultury mléčných kvasinek byl získaný fugát z prvního stupně kultivace (2,4 g sušiny/1) resuspendován 900 ml roztoku 20% aroniové šťávy a 200 ml takto získané suspenze bylo použito jako výhradní inokulum pro fermentace 2 x 1000 ml 20% aroniové šťávy.
-4CZ 307416 B6
Paralelní kultivace probíhaly v 5 litrových Erlenmayerových baňkách s užitným plněním 1000 ml kultivačního média za stacionárních podmínek při teplotě 30 °C. Průběh kvašení v jednotlivých dnech je uveden v Tabulce 4.
Tabulka 4 Průběh parametrů kvašení stacionární fermentace aroniové šťávy (paralelní pokusy 1 a
2)
| Doba kultivace (den) | Refrakce (% hmotn.) | Ethanol (%obj.) | pH | |||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| 0 | 20,3 | 20,3 | 0 | 0 | 5,48 | 5,48 |
| 3 | 17,2 | 17,4 | 3,02 | 2,60 | 5,26 | 5,37 |
| 4 | 15,4 | 16,0 | 4,0 | 3,54 | 5,24 | 5,24 |
| 5 | 15,3 | 15,5 | 4,47 | 4,32 | 5,16 | 5,16 |
| 6 | 14,6 | 15,0 | 4,74 | 4,70 | 5,20 | 5,21 |
| 7 | 14,6 | 15,0 | 4,99 | 4,78 | 5,20 | 5,19 |
Příklad 3
Fortifikace prokvašené aroniové šťávy přídavkem ethanolu
Pro přípravu nápoje s žádanou koncentrací ethanolu 20 % obj. bylo do 750 ml prokvašené aroniové šťávy s obsahem 4,99 % obj. ethanolu (získané podle postupu v příkladu 2) přidáno 250 ml 65 % obj. ethanolu. Pro posílení stupně lihovitosti finálního nápoje byl použit ethanol (65 % obj.) získaný destilací supernatantu prokvašené 20% hmotn. deproteinované syrovátky v prvním stupni kultivace (viz příklad 2) po oddělení inokulační biomasy.
Příklad 4
Vliv množství inokula na intenzitu prokvašování aroniové šťávy
Roztoky 5% hmotn. aroniové šťávy s přídavkem 10 % hmotn. sacharózy byly po 1 hod. sterilaci zaočkovány vnesením kvasničné biomasy Kluyveromyces lactis v množstvích 0,2 g sušiny, 0,4 g sušiny a 0,8 g sušiny/200 ml, resp. Fermentace probíhala v míchaných mikroaerofilních podmínkách při 30 °C (třepačka, 180 RPM) (Tab. 5) a ve stacionárních podmínkách (termostat, 30 °C, Tab. 6).
Tabulka 5 Průběhy fermentačních parametrů s různými vsádkami inokula v roztocích 5% aroniové šťávy se suplementem 10 % sacharózy v míchaných mikroaerofilních podmínkách
-5CZ 307416 B6
| 10 | inokulum (% obj.) 20 | 40 | |
| Doba | Rf Ethanol | Rf Ethanol | Rf Ethanol |
| kultivace | (% hmotn.) (ml/100 | (% hmotn.) (ml/100 | (% hmotn.) (ml/100 |
| (hod) | ml) | ml) | ml) |
| 0 | 14,4 | 0,7 | 14,9 | 1,4 | 16,0 | 2,8 |
| 17 | 13,3 | 1,34 | 12,8 | 2,83 | 12,5 | 5,85 |
| 23 | 12,5 | 1,62 | 11,9 | 3,16 | 11,0 | 6,0 |
| 40 | 12,1 | 1,65 | 10,5 | 4,17 | 8,4 | 9,20 |
| 64 | 12,0 | 1,90 | 8,9 | 5,75 | 7,7 | 9,79 |
Tabulka 6 Průběhy fermentačních parametrů s různými vsádkami inokula v roztocích 5% aroniové šťávy se suplementem 10 % sacharózy ve stacionárních podmínkách inokulum (% obj.)
20 40
| Doba | Rf | Ethanol | Rf | Ethanol | Rf | Ethanol |
| kultivace | (% hmotn.) | (ml/100 | (% hmotn.) | (ml/100 | (% hmotn.) | (ml/100 |
| (dny) | ml) | ml) | ml) | |||
| 0 | 13,0 | 0,9 | 14,2 | 1,8 | 14,8 | 3,6 |
| 3 | 12,5 | 1,85 | 12,4 | 3,25 | 13,1 | 4,99 |
| 4 | 11,6 | 2,47 | 11,5 | 3,98 | 12,0 | 5,83 |
| 5 | 10,9 | 2,93 | 10,1 | 5,03 | H,1 | 6,19 |
| 6 | 10,9 | 3,42 | 9,4 | 5,81 | 10,1 | 6,83 |
| 7 | 10,2 | 3,93 | 8,6 | 6,57 | 10,0 | 7,39 |
Průmyslová využitelnost
Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky je progresivním technologickým postupem řízené kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv, který použitím dostatečného množství inokula kultury mléčných kvasinek významně zkracuje fermentační dobu a přípravu finálního alkoholického nápoje a zároveň omezuje vývoj nežádoucích mikrobiálních kontaminací. Tím je jeho aplikace určena pro potravinářský průmysl.
Claims (6)
1. Způsob dvoustupňové kombinované fermentace roztoků rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky za využití mléčných kvasničných kmenů, vyznačující se tím, že první stupeň fermentace probíhá na zakoncentrovaných roztocích deproteinované syrovátky s cílem zisku masivního inokula pro zakvašení rostlinných šťáv a v následném druhém stupni fermentace je prokvašená deproteinovaná syrovátka z prvního stupně kultivace rozdělena na fugát obsahující buňky mléčných kvasničných kmenů a supematant složený z naprodukovaného ethanolu a zbytku nevyužitých solí a dalších organických látek, přičemž v druhém stupni kultivace se fugát použije k masivnímu zakvašení roztoků rostlinných šťáv pomocí speciálních mléčných kvasničných kmenů a naprodukovaný ethanol obsažený v supernatantu se použije po destilaci ke zvýšení stupně lihovitosti na 12 až 20 % obj.ve výsledném alkoholickém nápoji.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že první stupeň fermentace je veden v mikroaerofilních podmínkách míchané kultury a nakultivovaná kvasničná biomasa je základem pro masivní inokulaci rostlinné šťávy v druhém stupni fermentace probíhající ve stacionárních nebo míchaných mikroaerofilních podmínkách.
3. Způsob podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že fermentace probíhá u obou stupňů v podmínkách rozmezí teplot 25 až 37 °C a hodnot pH 4,0 až 6,0.
4. Způsob podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že masivní inokulum je tvořeno s výhodou mléčnými kvasničnými kmeny Fabospora fragilis, Kluyveromyces marxianus a Kluyveromyces lactis s koncentrací zásevu 0,1 až 0,5 % hmotn. sušiny.
5. Způsob podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nahromaděná kvasničná biomasa v prokvašené rostlinné šťávě je odstraněna filtrací nebo odstředěním.
6. Způsob podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že získaná prokvašená rostlinná šťáva po odstředění je dochucena extrakty aromatických bylin nebo aromaty.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-353A CZ307416B6 (cs) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-353A CZ307416B6 (cs) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014353A3 CZ2014353A3 (cs) | 2015-12-16 |
| CZ307416B6 true CZ307416B6 (cs) | 2018-08-08 |
Family
ID=54883598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-353A CZ307416B6 (cs) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307416B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308411B6 (cs) * | 2017-12-18 | 2020-08-05 | Výzkumný ústav potravinářský Praha , v.v.i. | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002065844A1 (en) * | 2001-02-19 | 2002-08-29 | Didziulis, Dainius | Food product and method for producing thereof |
| CN101063070A (zh) * | 2006-04-30 | 2007-10-31 | 刘灯明 | 牛奶养生保健酒及其制备方法 |
| CZ303827B6 (cs) * | 2012-03-09 | 2013-05-15 | Výzkumný ústav potravinárský Praha, v.i.i. | Zpusob semikontinuální fermentacní výroby etanolu, komplexu syrovátkových bílkovin a kvasnicné biomasy ze syrovátky |
-
2014
- 2014-05-22 CZ CZ2014-353A patent/CZ307416B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002065844A1 (en) * | 2001-02-19 | 2002-08-29 | Didziulis, Dainius | Food product and method for producing thereof |
| CN101063070A (zh) * | 2006-04-30 | 2007-10-31 | 刘灯明 | 牛奶养生保健酒及其制备方法 |
| CZ303827B6 (cs) * | 2012-03-09 | 2013-05-15 | Výzkumný ústav potravinárský Praha, v.i.i. | Zpusob semikontinuální fermentacní výroby etanolu, komplexu syrovátkových bílkovin a kvasnicné biomasy ze syrovátky |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| Athanasiadis I. et al: Whey Liquid Waste of the Dairy Industry as Raw Material for Potable Alcohol Production by Kefir Granules 2002 Journal of Agricultural and Food Chemistry 50, 7231 – 7234 * |
| http://zkvaseno.blogspot.cz/2012/09/kefir.html * |
| https://web.archive.org/web/20121125090652/http://zkvaseno.blogspot.cz/2012/09/startery.html , 25.11.2012 * |
| https://web.archive.org/web/20130530192007/http://cs.wikipedia.org/wiki/Portsk%C3%A9_v%C3%ADno * |
| https://web.archive.org/web/20131025204013/http://www.thehealthyhomeeconomist.com/video-fermented-hindu-lemonade/, 25. 10. 2013 * |
| ZAKRZEWSKI E.; ZMARLICKI S.: ETHANOLIC FERMENTATION IN WHEY AND WHEY-MOLASSES MIXTURES II. TWO-STAGE FERMENTATION PROCESS OF ETHANOL PRODUCTION FROM WHEY AND BEET MOLASSES 1988 DEP DAIRY TECHNOL, WARSAW AGRIC UNIV, POL 43, 492-496 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308411B6 (cs) * | 2017-12-18 | 2020-08-05 | Výzkumný ústav potravinářský Praha , v.v.i. | Způsob produkce přírodních pigmentů v submerzních kulturách mikroskopické houby Monascus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014353A3 (cs) | 2015-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20220162181A (ko) | 균사체화된 고단백 식품 조성물의 제조 방법 및 용도 | |
| CN103865733B (zh) | 一种蓝莓刺梨白兰地的生产方法 | |
| CN102356913A (zh) | 一种益生菌发酵蓝莓果浆粉的制备方法 | |
| TW201608021A (zh) | 活化發酵的製程及使用該製程製備發酵液和飲料 | |
| KR101826148B1 (ko) | 젖산 발효를 통한 녹각 및 목이버섯 발효액 제조방법 및 상기 발효액을 유효성분으로 포함하는 염증 개선용 식품조성물 | |
| KR101616187B1 (ko) | Ｇａｂａ 생산 젖산균을 이용한 오미자 발효음료 제조방법 | |
| CN102344866A (zh) | 一种开胃型蓝莓蓝靛果复合果酒及其制备方法 | |
| CN101220331B (zh) | 一种双菌发酵红树莓全汁果酒的制备方法 | |
| CN103919224A (zh) | 黄伞发酵液发酵乳酸饮料及制备方法 | |
| CN101974440A (zh) | 一种近平滑假丝酵母真菌及其在普洱茶生产中的应用 | |
| CN108041388B (zh) | 一种无醇的发酵葡萄饮料的加工工艺 | |
| JP4630389B1 (ja) | 新規酵母及びその酵母で発酵処理した食品の製造法 | |
| CN112522053A (zh) | 一种针叶樱桃果酒的制备方法 | |
| CN102268384A (zh) | 一种酿酒酵母菌株及用其制备黑莓果酒的方法 | |
| Andersa | Review on the effect of fruit wine quality and fermentation conditions on the quality of wine | |
| CN102660439A (zh) | 一种沙棘冰酒及其制备方法 | |
| CN102150907A (zh) | 乳酸发酵果汁及饮料 | |
| KR101330274B1 (ko) | 천연소재의 발효공정을 이용한 발효탄산음료 제조방법 | |
| CN106343019B (zh) | 一种火龙果籽蛋白益生菌发酵乳及其制备方法 | |
| CN108690768B (zh) | 一种海红果酒醇酯比的控制方法 | |
| CZ307416B6 (cs) | Způsob kombinované dvoustupňové fermentace rostlinných šťáv a deproteinované syrovátky | |
| CN104450398B (zh) | 一种高γ‑氨基丁酸梨酒的酿造方法 | |
| CN106010870A (zh) | 一种高糖低酸型水果的果酒制备方法 | |
| CN103184127B (zh) | 一种块菌发酵酒的酿造方法 | |
| CN103333767A (zh) | 一种苹果酒的制备工艺及其用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200522 |